Ο εγκέφαλος και τα νευρωνικά του δίκτυα, ένα πολυδιάστατο σύμπαν που ακόμη χαρτογραφείται

Ο εγκέφαλος και τα νευρωνικά του δίκτυα, ένα πολυδιάστατο σύμπαν που ακόμη χαρτογραφείται Facebook Twitter
Με σκοπό την τεκμηρίωση της εγκυρότητας/αξιοπιστίας αυτής της θεώρησης αλγεβρικών τοπολογιών πολλαπλών διαστάσεων, οι ερευνητές προέβησαν σε εργαστηριακά πειράματα πραγματικού εγκεφαλικού ιστού, εξαχθέντος από ποντίκια-μοντέλα.
0

Συχνά σχολιάζεται ότι ο εγκέφαλος είναι η πιο περίπλοκη/μυστήρια δομή του γνωστού σύμπαντος, και, πράγματι, αυτός ο αφορισμός δε θα ήταν υπερβολή.

Παρά την εξαιρετική πρόοδο που σημειώνει η έρευνα στις Νευρεπιστήμες, υπάρχουν ακόμη καλά κρυπτόμενοι μηχανισμοί που διαφεύγουν την κατανόηση μας, ιδίως, όταν επιχειρούμε μία υψηλότερου επιπέδου κατανόηση της ανθρώπινης αντίληψης.

Τα μαθηματικά ήταν πάντοτε ο καλύτερος σύμμαχος στην ανάπτυξη επιστημονικών θεωριών/υποθέσεων, όπως και στον μετέπειτα ελέγχο τους, οπότε δε συνιστά καμία έκπληξη όταν το κυνήγι του "κρυμμένου θησαυρού" μας φέρνει προ περίπλοκων μαθηματικών εξισώσεων και μοντέλων.

Αυτή τη φορά, επιστήμονες του ερευνητικού Ινστιτούτου Εγκέφαλος-Νους, της Ομοσπονδιακής Πολυτεχνικής Σχολής της Λωζάννης, στη Γενεύη, της Ελβετίας, καταθέτουν μία νέα προσέγγιση στα πρακτικά της υπάρχουσας βιβλιογραφίας, διατυπώνοντας την υπόθεση -και τεκμηριώνοντας την- ότι ο εγκέφαλος επιστρατεύει πολυ-διάστατες νευρικές δομές, με σκοπό την επίτευξη της ορθής επεξεργασίας/ολοκλήρωσης της πληροφορίας.

Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ότι αυτές οι δομές, στην πραγματικότητα, δεν υφίστανται σε περισσότερες από τρεις διαστάσεις του χώρου, όπως τον αντιλαμβανόμαστε στην καθημερινότητα μας. Είναι απλώς μαθηματικές έννοιες που επιτρέπουν μια νέα, ικανή και διορατική κατανόηση των σύνθετων δομών οργάνωσης που ενυπάρχουν στον εγκέφαλο.

Συγκεκριμένα, οι ερευνητές κατέγραψαν ταυτόχρονα την ηλεκτροφυσιολογική δραστηριότητα πολλών νευρικών κυττάρων, και προχώρησαν σε μοντελοποίηση των δεδομένων με την αρωγή πανίσχυρων υπολογιστικών συστημάτων. Με αυτή τη μέθοδο κατάφεραν να διαπιστώσουν την ύπαρξη μοτίβων νευρωνικής συνδεσιμότητας, που μπορούν να περιγραφούν μόνο από αλγεβρικές τοπολογίες πολλαπλών διαστάσεων.

Με απλούστερα λόγια, ένα νευρικό κύτταρο, αναλόγως των δεδομένων αναγκών επεξεργασίας της πληροφορίας, μπορεί να συμμετάσχει σε περισσότερα από ένα δίκτυα, τα οποία συνιστούν διαφορετικά υποσύνολα οργάνωσης/συνδεσμολογίας ενός ορισμένου αριθμού συγκεκριμένων κυττάρων. Όσο αυξάνεται αυτός ο αριθμός, αυξάνονται και οι διαστάσεις που δύνανται να ερμηνεύσουν την υποκείμενη ηλεκτροφυσιολογική αναμετάδοση/επεξεργασία του σήματος/πληροφορίας.

Ο εγκέφαλος και τα νευρωνικά του δίκτυα, ένα πολυδιάστατο σύμπαν που ακόμη χαρτογραφείται Facebook Twitter

Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ότι αυτές οι δομές, στην πραγματικότητα, δεν υφίστανται σε περισσότερες από τρεις διαστάσεις του χώρου, όπως τον αντιλαμβανόμαστε στην καθημερινότητα μας. Είναι απλώς μαθηματικές έννοιες που επιτρέπουν μια νέα, ικανή και διορατική κατανόηση των σύνθετων δομών οργάνωσης που ενυπάρχουν στον εγκέφαλο.

Δίχως αυτή την προσέγγιση, η ηλεκτροφυσιολογική δραστηριότητα που παρατηρείται στον εγκέφαλο μοιάζει εντελώς τυχαία. Και προφανώς, ένα τυχαίο μοτίβο επεξεργασίας της πληροφορίας ποτέ δε θα ανέδυε τις αξιοθαύμαστες αντιληπτικές ικανότητες της πιο περίπλοκης γνωστής μηχανής του σύμπαντος.

Με σκοπό την τεκμηρίωση της εγκυρότητας/αξιοπιστίας αυτής της θεώρησης αλγεβρικών τοπολογιών πολλαπλών διαστάσεων, οι ερευνητές προέβησαν σε εργαστηριακά πειράματα πραγματικού εγκεφαλικού ιστού, εξαχθέντος από ποντίκια-μοντέλα (τι τραβάνε τα καημένα). Τα αποτελέσματα, πράγματι, επιβεβαίωσαν την εγκυρότητα της (εκφαινόμενη ως προβλεπτική αξία μοντέλου) και δημοσίευσαν τη δουλειά τους στην επιστημονική επιθεώρηση Frontiers in Computational Neuroscience.

Πλέον, η ερευνητική ομάδα από την Ομοσπονδιακή Πολυτεχνική Σχολή της Λωζάνης αισιοδοξεί ότι η εφαρμογή του νέου μοντέλου/πλαισίου ερμηνείας θα συνεισφέρει στην λεπτομερέστερη και πιο διορατική κατανόηση των μηχανισμών της μνήμης, της μάθησης και γενικότερα της νόησης, τους οποίους η νευροεπιστημονική κοινότητα δεν έχει ακόμη αποκρυπτογραφήσει πλήρως.

Follow me on Facebook

Τech & Science
0

ΣΧΕΤΙΚΑ ΑΡΘΡΑ

ΔΕΙΤΕ ΑΚΟΜΑ

Δεινόσουχος: Ο γιγάντιος πρόγονος των κροκοδείλων που κυνηγούσε δεινόσαυρους και άντεχε το αλμυρό νερό

Τech & Science / Δεινόσουχος: Ο γιγάντιος πρόγονος των κροκοδείλων που κυνηγούσε δεινόσαυρους και άντεχε το αλμυρό νερό

Ο Δεινόσουχος, ένας τεράστιος προϊστορικός συγγενής των κροκοδείλων, μπορούσε να τρώει δεινόσαυρους και να διασχίζει θάλασσες χάρη στην ανοχή του στο αλμυρό νερό. Νέα μελέτη ανατρέπει όσα γνωρίζαμε για την εξέλιξή του.
LIFO NEWSROOM
Πρωτοποριακή μελέτη: Ενήλικες με αλλεργία στα φιστίκια μπορούν να μειώσουν την ευαισθησία τους σε αυτά

Τech & Science / Πρωτοποριακή μελέτη: Ενήλικες με αλλεργία στα φιστίκια μπορούν να μειώσουν την ευαισθησία τους σε αυτά

Νέα έρευνα δείχνει ότι η καθημερινή έκθεση σε μικρές δόσεις φιστικιού μπορεί να μειώσει τις αλλεργικές αντιδράσεις σε ενήλικες με σοβαρή αλλεργία - Ελπίδες για νέα θεραπευτική προσέγγιση
LIFO NEWSROOM
Σεισμοί βαθιά κάτω από τη Σιέρα Νεβάδα αποκαλύπτουν πώς σχηματίζονται οι ήπειροι

Τech & Science / Σεισμοί βαθιά κάτω από τη Σιέρα Νεβάδα στην Καλιφόρνια αποκαλύπτουν πώς σχηματίζονται οι ήπειροι

Ασυνήθιστοι σεισμοί σε βάθη έως και 40 χλμ. κάτω από τη Σιέρα Νεβάδα δείχνουν ότι η λιθόσφαιρα της Γης αποκολλάται. Μια σπάνια ματιά σε μια διαδικασία που δημιουργεί ηπείρους
LIFO NEWSROOM
Φαρμακευτική κάνναβη: Η μεγαλύτερη μελέτη μέχρι σήμερα αναδεικνύει τις θεραπευτικές της δυνατότητες στον καρκίνο

Τech & Science / Φαρμακευτική κάνναβη: Η μεγαλύτερη μελέτη μέχρι σήμερα αναδεικνύει τις θεραπευτικές της δυνατότητες στον καρκίνο

Η ανάλυση αποσκοπεί στην εδραίωση της συμφωνίας σχετικά με τις δυνατότητες της κάνναβης ως θεραπεία του καρκίνου, λέει ο επικεφαλής της έρευνας
ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: ΑΓΑΠΗ ΒΑΡΟΥΝΗ
Περιπλανώμενη μαύρη τρύπα, επτά φορές μεγαλύτερη από τον Ήλιο, εντοπίστηκε στον γαλαξία μας

Τech & Science / Περιπλανώμενη μαύρη τρύπα, επτά φορές μεγαλύτερη από τον Ήλιο, εντοπίστηκε στον γαλαξία μας

Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι η μαύρη τρύπα σχηματίστηκε πριν από εκατομμύρια χρόνια από την κατάρρευση ενός τεράστιου άστρου και έκτοτε ταξιδεύει μόνη στον Γαλαξία
LIFO NEWSROOM